（计算机应用技术专业论文）基于工作流的研究生教育管理系统的设计与实现.pdf

济南人学颀i j 学位论义 摘要 传统mj s 技术应刖卜分广泛，并且很好的满足了单一用户处理单一任务的应用需 求，却难以很好的实现流程性系统。工作流( w o r k f l o w ) 作为种新技术，成为计算机 技术领域的研究热点，在实现企业经营过程重组、支持企业经营过程自动化等方面具 有广阔的应用前景。在高校研究生教育管理现实当中，整个培养流程是非常清晰的， 工作流技术的引入，可以弥补传统m i s 技术的不足。基于工作流技术的m i s 实现了业 务逻辑中处理逻辑和流转逻辑的分离，提高系统的灵活性和可适应性；可以实现研究 生培养过程建模、培养过程优化、培养过程管理与集成，从而最终实现培养过程自动 化的核心技术。 本文首先介绍了工作流和工作流管理系统的基本概念和定义、工作流的参考模 型、工作流技术的原理、应用工作流技术的优越性，并分析了将工作流技术应用于传 统m i s 中的优点。 其次，结合我校研究生培养教育管理过程，指出用工作流技术实现研究生培养 过程的适应性，给出了研究生培养流程的p e t r i 网模型，提出了研究生教育管理系统 的工作流模型，并用j 2 e e 技术实现了该工作流引擎( u j n f l o w ) 。 最后，分析了当前研究生教育管理系统存在的问题，根据高校研究生培养工作 的需求，提出了研究生教育管理系统的总体设计方案，并在建立的工作流引擎 ( u j n f l 0 w ) 基础上，完成了济南大学研究生教育管理系统的系统设计并且实现了这 个系统。 关键词：研究牛教育管理系统，工作流，j 2 e e ，数据库 皋于t 作流的刖究生教育管理系统的漩计j 实现 a b s t r a c t t h ea p p l i c a t i o no ft h et r a d i t i o n a lm i st e c h n o l o g y ，w h i c hm e e t st h ed e m a n d st h a t s i n g l eu s e rd e a l i n gw i t hs i n g l et a s ki sw i d e - s p r e a d h o w e v e ri t sd i f f i c u l tt or e a l i z et h ef l o w s y s t e m w o r k f l o w , a san e wc o m p u t e rt e c h n o l o g y , i sr e c e n t l yb e c o m i n gm o r ea n dm o r e i m p o r t a n tr e s e a r c h i ti sp r o v e dt oh a v eaw i d ea p p l i c a t i o ni ni m p l e m e n t i n gb u s i n e s s p r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ( b p r ) a n db u s i n e s sp r o c e s sa u t o m a t i o n ( b p a ) i nt h er e a l i t yo f u n i v e r s i t yp o s t g r a d u a t ee d u c a t i o nm a n a g e m e n t ，t h ew h o l ee d u c a t i o np r o c e s si sv e r yc l e a r , i n t r o d u c t i o no fw o r k f l o wt e c h n o l o g y ( w o r k f l o w ) ，c a nr e m e d yt h ed e f i c i e n c yo f t r a d i t i o n a lm i st e c h n o l o g y t h ew o r k f l o w b a s e dm i sr e a l i z e st h es e p a r a t i o nb e t w e e n t r e a t m e n ta n dc i r c u l a t i o nl o g i co ft h eb u s i n e s sl o g i c ，i m p r o v e st h es y s t e m sf l e x i b i l i t ya n d a d a p t a b i l i t y i ta l s o r e a l i z e st h ep o s t g r a d u a t ec u l t i v a t i o np r o c e s sm o d e l e s t a b l i s h i n g ， e m u l a t i o na n a l y s i s ，m a n a g e m e n ta n di n t e g r a t i o n ，t h e r e b yf i n a l l yr e a l i z e st h ea u t o m a t i c p r o f e s s i o n a lp r o c e s sc o r et e c h n o l o g y f i r s t l yt h i sa r t i c l ei n t r o d u c e st h ec o n c e p ta n dd e f m i t i o no f t h ew o r k f l o wa n dw f m s ， t h ep r i n c i p l eo fw o r k f l o wt e c h n o l o g ya n ds u p e r i o r i t yo fa p p l i c a t i o n ，a n da n a l y z e st h e c h a r a c t e r i s t i c sa n dt h ed e v e l o p m e n to fi n t e g r a t i n gw o r k f l o wt e c h n i q u e sw i t ht r a d i t i o n a l m i s s e c o n d l y c o m b i n i n gw i t ht h ep o s t g r a d u a t ec u l t i v a t i o np r o c e s si no u ru n i v e r s i t y , i t a n a l y z e sa n ds u m m a r i z e st h ep r o f e s s i o n a lp r o c e s so fc o m m u n i c a t i o nm a n a g e m e n t ，g i v e s t h ep e t r i - n e tm o d e lo ft h ep o s t g r a d u a t ec u l t i v a t i o np r o c e s s ，p o i n t so u t t h ea d a p t a b i l i t yo f u s i n gw o r k f l o wt o r e a l i z et h ep o s t g r a d u a t ec u l t i v a t i o np r o c e s s ；r a i s e st h ew o r k f l o w m o d e l ，a n dr e a l i z e da w o r k f l o we n g i n e ( u j n f l o w ) w i t ht h ej 2 e et e c h n o l o g y f i n a l l y , a n a l y z e st h ep r o b l e m so fc u r r e n tp o s t g r a d u a t ee d u c a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ， a c c o r d i n gt ot h ed e m a n do ft h ep o s t g r a d u a t em a n a g e m e n tw o r k ，p r o p o s e dt h eo v e r a l l d e s i g np l a no ft h ep o s t g r a d u a t ee d u c a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ，c o m p l e t e dt h es y s t e m a t i c d e s i g no f j i n a nu n i v e r s i t yp o s t g r a d u a t ee d u c a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e ma n dr e a l i z e df i n a l l y o nt h i sb a s i so f t h ew o r k f l o we n g i n e k e y w o r d s ：p o s t g r a d u a t ee d u c a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ，w o r k f l o w ，j 2 e e ，d a t a b a s e 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的 研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：遗日期： 兰! ! ：! ：i7 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解济南大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借鉴；本人授权济南大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：童! 堑导师签名： 济由人学倾i 学位论史 1 研究生教育管理系统概况 研究生教育是我因高等教育的最高层次，它直接反映了我国培养高层次人才的水 平。自1 9 7 8 年恢复研究生教育后，我国学位与研究生教育工作，在规模与层次上， 在数量与质量上，均有了前所未有的发展与提高。1 9 9 0 年，我国研究，皇的招生数为 2 9 6 4 9 人，毕业生数为3 5 4 4 0 人，在校生数为9 3 0 1 8 人；到2 0 0 1 年，招生数达到1 6 2 0 8 8 人，毕业生数达到9 11 4 6 人，在校生数达到3 9 2 5 7 4 人。其中博士生的招生数、毕业 生数和在校生数，分别由1 9 9 0 年的3 3 3 7 人、2 4 5 7 人和1 1 3 4 5 人，增加到2 0 0 1 年的 3 2 0 5 5 人、1 2 8 6 7 人和8 5 8 8 5 人。近几年来，随着我国各行业改革步伐的加快，研 究生教育的改革也在逐年加快，招生人数也在稳步增加。 1 2 软件发展概况 1 2 1 国内概况 高层次人y j 培养的水平不应该只表现在数量上，更重要的是质量上的高标准。这 必然会对管理提出了更高的要求。为了提高研究生教育的管理水平和效率，各培养单 位积极引进先进的计算机管理手段，促进了信息的收集、管理和交换。截止到2 0 0 1 年，全国己经建立了2 2 个学位与研究生教育信息处理工作站，开发了招生、培养、 学位授予、毕业分配等一系列管理信息系统软件，实现了软盘报送学位授予情况。以 上各管理信息系统软件多是基于f o x b a s e 数据库，各模块彼此孤立，不利于信息共享。 随着互联网技术的迅猛发展，我国教育科研网c e r n e t 的投入运行，为信息管理 现代化和信息交流提供了良好的运行环境，迫切要求信息共享，对信息标准化的要求 更为急切。先后有许多高校投入丌发各自的研究生教育管理信息系统，但目前正式投 入使用的系统还不多，其中华东师范大学的己经投入使用，且反响不错；北京大学丌 发的系统中只有一个招生模块在使用，其它模块还在调试之中。其它兄弟院校也多处 于开发或试用阶段。市场上还没有一种非常灵活非常实用产品化软件。 1 2 2 我校研究生教育管理概况 1 研究生教育管理的特点”1 幕于t 作流的聊究生教育管理系统的璇汁j 实现 研究生教育是高等教育的最高层次，与本科生教育的最大区别在于本科生是专业 应j l j 型人爿，研究生是知谚 创新型人才。研究生教育管理工作同本科生教育管理工作 存在很大差异，具有其自身特点： 1 ) 教育管理对象层次多 就目前我校具体情况来看，截至到2 0 0 4 年，我校现有发展与教育心理学、中国 古代文学、外国语言学及应用语言学、光学、高分子化学与物理、化学工艺、应用化 学、环境工程、机械电子工程、材料物理与化学、材料学、材料加工工程、控制理论 与控制工程、计算机应用技术、模式识别与智能系统、结构工程、技术经济及管理 1 8 个硕士学位授予权学科，涵盖文学、理学、工学、管理学和教育学5 个学科门类， 在校生二百多人。招生规模逐年扩大，每个人的培养方向都可能不同，学制分为两年 半和三年；学生类型分为国家统招的硕士研究生，同等学力的在职硕士研究生和工程 硕士专业学位研究生，每个层次都有各自的管理模式和管理体系。 2 ) 素质高，管理信息量大 以国务院学位办要求各学校学位授予单位上报的数据量来看，每个攻读博士学位 研究生的信息，从基本情况到学位论文摘要，总共有2 1 3 个字段属性，总长度约3 5 0 0 0 个汉字，分别放在三个数据库中；每个攻读硕士学位的研究生的信息，有7 4 个字段 属性，约5 0 0 个汉字；每个以同等学力申请硕士学位的在职人员信息为1 5 4 个字段属 性，约1 3 5 0 个汉字“1 ：除此之外还有一些附加信息管理，如助学金管理，病退、休 学学生的学籍处理，在职硕士生的分阶段收费管理等，管理工作中数据量之大显而易 见。 3 ) 报表数量多 在研究生培养过程中所用到的各种报表数量多，且针对不同的主管部门的报表格 式各不相同；工作时限性强，工作程序繁杂，随着我国研究生教育事业的发展和改革， 规模化的研究生教育的逐步形成，研究生教育管理的信息量还会不断增加，管理工作 趋向于多层次、多方位，管理工作同趋复杂。 1 3 济南大学研究生现行管理信息系统概况 济南大学研究生管理从业务上大致可分为招生入校、在校培养( 包括丌题、中期 济南人学硕士学位论文 筛选和毕业答辩等环节) 、学籍管理、学位授予、就业管理、学科建设、导师信息等 多个模块。目前使用计算机进行信息管理的有招生、成绩管理、就业管理几个模块， 培养管理、教学管理、学科管理等模块还没有。由此可以看出，我校研究生处在研究 生教育管理中的信息收集基本上是按部门计算机辅助管理模式，各业务部门的业务流 程，工作衔接，基本是按照人工数据处理方式进行。这样的信息采集、处理、传输、 存储和使用，不仅效率较低，而且是分散的，数据冗余度大，且不能实现信息资源的 共享。 1 4 我校校园网概况 目前济大校园网拥有c i s c o 、3 c o m 、n o r t e l 、a l c a t e l 等多个国际著名厂商的网 络设备，s u n 、h p 、浪潮等著名品牌的服务器系统和f l u k e 、h p 等公司的协议分析、 逻辑分析仪和线缆测试设备。济大校园网采用万兆以太于兆以太快速以太a t m 混 合技术构造校园主干，接入端1 0 0 兆交换到桌面，利用v l a n 技术划分为多个i p 子网， 支持w 啊、e m a i l 、f t f 、b b s 等i n t e r n e t 服务，整个校园网通过d d n 专线接入中国教 育和科研网( c e r n e t ) 。 自2 0 0 0 年起，省教育厅决定将济大网络中一t l , 作为驻济高校校园网光纤互联的四 个中心节点之一进行重点建设，在济大西校区铺设了至山大东校区、山大南校区和山 东师范大学三条主干光缆，并由济大网络中一t l , 负责济南西部山东科大( 济南) 、山东 交通学院( 原济南交专) 等高等学校的网络接入服务。 基于t 作流的研究生教育管理系统的设计实现 2 工作流简介 2 1 工作流的概念 十几年来，不同的研究者对工作流分别提出了不同的定义。到目前为止，对于工作 流仍没有完全统一的定义，我们列举如下一些有代表性的定义，它们分别从不同的角 度对工作流概念进行了描述，可以使我们对工作流的一些基本特征有一定的理解。 ( 1 ) 工作流管理联盟的定义” 工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，根据一系列过程规则，文 档、信息或任务能够在不同的执行者之间传递、执行。 ( 2 ) g i g ag r o u p 的定义“1 工作流是经营过程中可运转的部分，包括任务的顺序以及由谁来执行、支持任务 的信息流、评价与控制任务的跟踪、报告机制。 ( 3 ) i b ma l m a d e nr e s e a r c hc e n t e r 的定义”l 工作流是经营过程中的一种计算机化的表示模型，定义了完成整个过程所需用的 各种参数。这些参数包括对过程中每一个单独步骤的定义、步骤间的执行顺序、条件 以及数据流的建立、每一步骤由谁负责以及每个活动所需要的应用程序。 根据w f m c 的定义，工作流( w o r kf l o w ) 就是自动运作的业务过程部分或整体， 表现为参与者对文件、信息或任务按照规程采取行动，并令其在参与者之间传递嗍“1 。 也就是说，工作流是在计算机辅助下全部或部分自动执行的工作过程，该过程可运行 于异质、分布的运行环境中，供多人协同工作。 工作流系统是供业务流程的可视化设计、管理和控制业务流程的运行、并在实际 执行过程中可动态修改业务流程的一种计算机软件平台”1 。它使得快速丌发、部署和 运行企业业务管理系统、电子商务系统等成为可能。它也使得企业在复杂多变的市场 环境中，为了快速适应市场的变化，在保存现有投资，现有系统不变的情况下，迅速 调整业务或商务流程成为可能。 4 济南大学坝l 。学位论文 2 2 工作流的分类 目前已有上百种声称具有工作流管理功能的商品化软件或原型系统。为了对这些 系统的功能、特点等有一个清晰的认识，可以根据工作流过程本身的特点、系统建模 的方式、所使用的底层支撑技术、以及工作流过程的执行方式等的不同而对它们进行 相应的分类”1 ，分为： 1 结构化的与即时的 结构化的工作流指的是在实际工作过程中会反复重复、严格按照某个固定的步骤 进行的业务过程。定义此种工作流所需要的各种类型的信息可以通过对业务过程进行 详细的分析而得到，从而得到完整的过程定义并在以后的应用过程中反复使用。大量 的办公程序，如公文处理、审批等都属此类。即时工作流则是针对那些重复性不是很 强或没有重复性的工作流程的，关于这类流程执行所需的有关参数( 如参与者等) 事 先无法确定，而必须推迟到过程实例运行时才能确定，同时在执行过程中间还可能会 发生一些意外的情况。这种动态多变的特点在提供更高灵活性的同时，也为过程的建 模与执行带来更多的复杂性。 2 面向文档的与面向过程的 前者的侧重点在于将电子形式的文档、图像等在有关的人员之间进行分发，以便 能够得到不同人的处理与审阅。现有的文档管理与映像管理系统均属此类。在面向过 程的w f l l s 中，工作流被描述成一系列执行环节。与各环节相应都有待处理的数据对 象嘲。各环节的数据对象可以按不同的方式分发到其他环节中去，如可阻将数据对象 的值作为控制条件、或者依此数据对象组装成其他的数据对象等。高端的w f m s 一般 都属此类系统。 3 基于邮件的和基于数据库的 前者使用电子邮件来完成过程实例执行过程中消息的传递、数据的分发与事件的 通知。低端的系统所使用的经常就是此种方法，它可以充分发挥电子邮件系统在广域 环境下的数据分发功能，但整个系统将运行于一种松散耦合的模式下。在基于数掘库 的w f m s 中，所有的数据都保存在某种类型的d b m s 中，过程的执行实际上就是对这些 数据的查询与处理。高端的大规模系统所使用的一般都是此种方法。 4 任务推动的与目标拉动的 基于t 作城的研究生教育管理系统的设计勺实现 前者指的是从过程的丌始逐步地一个环节一个环节的执行，当某个活动实例被处 理完之后，后续的有关活动将被创建并被激活，由此直至整个工作流程的完成。这是 目前大多数面向过程的w f m s 所使用的执行方式。而在目标拉动的w f m s 中，一个业务 流程被看成是一个目标。过程实例执行时，该目标将被分解得到多个相互之间按一定 约束条件的关联起来的可执行的多个环节，其中各环节还可以当成是子目标而进一步 进行分鳃。在各环节均执行完毕之后，整个过程也就完成了。目标拉动是一神全新的 执行方式，下一代的w f m s 将具有此种特征“。 应该说明的是：上述分类只是从不同的角度入手的。一般来说，后面那些特点将 给w f m s 带来更好的灵活性，同时也将成为那些能够支持跨机构的大规模复杂工作流 管理、面向关键任务的w f m s 不可缺少的特征。 2 3 工作流管理系统 工作流管理系统( w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ，w f m s ) 是以计算机支持的分布 式、协同工作业务流程的自动或半自动化为研究目标的软件系统“”。随着计算机 网络。特别是i n t e r n e t i n t r a n e t 的迅猛发展和应用，计算机支持的分布式、协同 工作的工作流管理系统在企、事业单位中的地位显得越来越重要，也有着广阔的| j i 景。 不同工作流管理系统可以有不同的实现方法，不同的底层通讯机制，应用的范围 也可能有很大的差距，但所有的工作流管理系统从用户的应用层上来看，通用工作流 管理系统应该能够提供以下三个方面的功能支持“： 首先是建造功能，即对工作流的业务流程及组成这些业务流程的活动进行定义和 建模。 其次是运行控制功能，即在一定的运行环境下，负责创建、执行和控制工作流实 例，激活相应的资源和应用并完成流程中从一个活动到另一个活动的控制转移。它 是整个工作流管理系统的核心部分。 最后是运行交互功能，即在工作流实例的运行中，工作流管理系统与工作流参与 者( 业务工作的参与者或控制者) 及外部应用程序进行交互的功能。 由于信息技术的发展和只趋激烈的商业竞争，人们不再满足于独立、零散的办公 自动化和计算机应用，而是需要综合的、集成化的解决方案。作为一种对常规性事务 6 济南大学硕士学位论文 进行管理、集成的技术，w f m s 的出现是必然的。它可以改进和优化业务流程，提高 业务工作效率：实现更好的业务流程控制，提高顾客服务质量；提高业务流程的柔性 等。 2 4 工作流研究的现状 工作流技术的主要目标是通过合理地调用和分配有关的信息及人力资源来协调 业务过程中的各个活动，以促进业务目标的高效实现，在计算机和网络使用得越来越 广泛的今天，工作流技术也得到了越来越多的关注，研究涉及的学科人员也越来越广 泛，有c s c w ( 计算机支持的协同工作) 、c i m s ( 计算机集成制造) 、人机交互、数据库、 管理学和社会学等学科。 今天，工作流技术正在吸引来自研究机构及产业界越来越多的目光，目前许多大 和研究机构都开展了工作流技术研究的项目，取得了众多的研究成果“1 。在所 得的研究成果中，比较著名的有i b m 公司a l m a d e n 研究中心研究开发的基于持久消 队列的分布式工作流管理系统：e x o t i c a f m q m ( f l o wm a r k o nm e s s a g eq u e u e m a n a g e r ) 、佐治亚大学计算机系研究开发的具有自适应能力的工作流管理系统： m e t e o r ( m a n a g i n ge n d t o e n do p e r a t i o n s ) 、基于分布式主动数据库技术的工作流 管理系统：w i d e ( w o r k f l o wo ni n t e l l i g e n ta n dd i s t r i b u t e dd a t a b a s ee n v i r o n m e n t ) 以及基于状态与活动图的工作流管理系统：m e n t o r ( m i d d l e w a r ef o r e n t e r p r i s e w i d e w o r k f l o wm a n a g e m e n t ) 。 除了上面介绍的四个项目外，多年来，工作流管理技术在工作流建模方法、工作 流定义语言和工作流实现技术等方面都取得了许多研究成果。在工作流建模方面，主 要研究的建模方法主要有嗍：基于活动网络的建模方法、基于形式化表示的建模方法、 基于对话模型的建模方法、基于状态与活动图的建模方法、基于事务模型的建模方法。 在工作流描述语言方面，主要有w f m c 提出的工作流过程描述语言w p d l 和n i s t 提出 的过程定义语言p s l 。另外，还有在w i d e 项目中提出的工作流定义语言：w f d l ( w o r k f l o wd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) ，m e t e o r 项目中定义的工作流定义语 言：w f s l ( w o r k f l o ws p e c i f i c a t i o nl a n g u a g e ) 及任务定义语言：t s l ( t a s k s p e c i f i c a t i o nl a n g u a g e ) 。工作流实现技术是工作流管理技术中研究得最多，也是 罐十t 作流的研究生教育管理系统的设计i j 实现 成果最多的方面。在实现技术上主要考虑的问题有采用什么样的底层支持技术，如何 提高工作流管理系统的可靠性、柔性以及大规模复杂应用的分布性问题。 从基础技术角度，主要有以下的实现技术“”“吐基于l o t u sn o t e s 软件、基于 c o r b a 、基于 2 e e “”、基于w e b “、基于消息队列和t pm o n i t o r 、基于主动数据库技 术、基于e c a ( e v e n tc o n d i t i o na c t i o n ) 规则、基于可移动代理、基于扩展事务模型 等。 2 5 基于工作流的典型应用 工作流的应用是从近几年才丌始的，现在最成熟的应用是在电子政务“”和0 a ( 办 公自动化) 中。“1 ，随着工作流技术的发展，现在越来越多的领域开始关注工作流“” 叫m 吡划2 “，总体来讲，现在工作流技术典型的应用主要在以下三个方面； 首先，在政府或企业内网的办公自动化或审批流程中的应用。 电子政务和办公自动化是最早应用工作流技术的领域，已经积累了很好的经验， 而且系统的功能也越来越完善和丰富，包括文档流转、内容管理、档案管理、信息发 布、电子表单等，现在已经有了大量的应用案例”1 。 其次，基于流程整合的应用。 基于流程整合的应用就是在现有系统的基础上，将工作流技术整合到现有的管理 信息系统中，这些工作流应用都严格的遵循国际性的通用标准( w f m c 流程模型描述 规范) ，有规范的接口，能够方便的进行整合应用，现在国外有很好的应用，国内产 品比较少。 第三，在管理信息系统中的应用。 前面的两种应用基本上都是着重于在电子政务和o a 办公系统中，而这类应用主要 在c r m 、e r p 等涉及到数据流的企业管理信息系统中，提供底层的工作流引擎支持。 早期的c r m 、e r p 系统，并没有将数据流的流程处理独立出来，而是看作系统的一个 部分，以交叉的处理形式存在于系统中。当工作流思想逐渐在现实应用中得到验证后， 人们发现，企业系统中，存在很多种这样的数据流处理，不论是人工的，还是自动的， 均遵循一定的流程。从这个意义上说，也必然可以为流程抽象出一个可以处理的模型。 但是，这个在商业化的工作流应用，远比o a 系统应用的复杂度要高。o a 对流程的着 济南人学钡l 学位论文 重点放在流程模型( 抄送、回退、会签等等) 和人员权限控制( 不同部门不同角色的 权限不同) 上，而商业化对流程着重点放在数据处理( 很多数据在某些任务节点需要 进行多种计算) 和数据整合( 在某个任务上，某些数据需要引用起它数掘做参考和整 合) ，当然流程模型和权限控制也很重要。 2 6 工作流技术的问题与发展趋势 工作流管理作为一个新兴的研究领域，自然还存在很多问题有待于进一步研究解 决，通过分析目前的工作流系统，我们主要总结出两点不足汹1 ： 1 工作流管理的定义不明确以及缺乏统一的概念模型。 目前工作流管理发展的状况非常类似予7 0 年代初关系数据模型和e r 模型出现 以前数据库管理系统的发展状况，大家各持己见，没有一个统一的标准，所开发的产 品大部分相互之问不兼容，使得很多用户不愿意使用商品化的工作流管理产品。虽然 w f m c 在工作流的概念和接口标准化方面做出了很多努力，但是这些标准仅仅是停留 在技术层次上，而且重点放在语法上而不是语义上，在概念层次上至今仍没有统一的 意见。 2 工作流管理系统的系统结构和能力上的不足。 一个协同工具，是为小群体而设计的，要解决的主要问题是关于共享和协作。而 当人们发现了工作流的应用潜力，想将其运用到大型环境中时，其本身的一些弊病就 暴露出来了，如单数据库、通信支持的不足、不支持异构和分布的环境等，至于可测 量性、可靠性等，则基本上未考虑，因此目前的工作流产品不适用于企业级的工作流 管理，且目前的工作流系统缺乏健壮性和可用性，没有备份机制和有效的恢复手段， 容错问题基本上没有考虑，系统对于出错的恢复弹性是极小的。一个大型的企业级工 作流管理系统可能包括有几千个用户和几十万个并行运行的过程，并且分布在一个大 型网络的几千个位置，其持续可用性就非常关键。另外，目前工作流普遍使用的是c s 系统，其结构有一定的脆弱性，服务器的错误将导致整个工作流系统的失败。另外， 集中式服务容易形成瓶颈，并因此很难对系统性能进行测量。不同的工作流产品之间 缺乏互操作性，且大多数工作流产品的可视化建模方法都缺乏形式化语义。 工作流管理的发展就是要解决现有的问题，更好地满足用户需求。由于工作流管 9 耩于t 作流的研究生教育管理系统的鞋计0 实现 理系统主要由工作流建模和工作流实施环境组成，因此工作流管理系统的发展趋势也 可以从这两个方面分别考察： 1 工作流建模的发展趋势 目前工作流建模技术还远没有成熟，还处于百家争鸣的时代。我们对当前流程建 模领域出现过的主流建模方法进行了归纳分析，以期确定出我们要研究的合理方向。 通过归纳分析，可以把它们分成5 大类：脚本语言、基于网的方法、基于规则的方 法、基于逻辑的方法和代数方法。 2 工作流实施环境的发展趋势 工作流管理系统应该支持异构、自治和分布环境中应用系统的集成和互操作，提 供集成以前的应用系统的方法，以保护过去的投资，能够灵活地支持组织机构的改组， 并支持当今有关动态企业( d y n a m i ce n t e r p r i s e ) 的技术。具有一定的容错能力，在 有错误产生时工作流管理系统能保证工作流执行的正确性和可靠性。 因此针对工作流目前的趋势，我们准备设计和开发一套建立在w f m c 参考模型基础 上旨在符合w f m c 标准，满足研究生教育培养需求的工作流组件模型。 2 7 将工作流技术应用到研究生教育管理中的优点 2 7 1 工作流技术的特点 工作流技术将一系列管理工作分布在不同的流程环节上，各项管理工作按照预先 定义的模式有序、自动地进行，轻松地完成各自的管理工作。当工作流程变化时，只 需要对工作流程进行重新定义。 工作流实际上是一个人与电脑协调的混合过程，在一个实际的工作流中，通常总 有些步骤是人工完成的。自动完成主要体现在对信息或者任务处理中寻找相应需要查 看或处理的人，摆脱传统的人工找信息的模式。工作流程模式可以对整个业务流程进 行优化、重组，提高业务工作效率。同时，工作流的跟踪、监控、统计功能可以加强 内部管理的监察和督促工作，实现更好的业务过程控制，提高客户服务质量。 2 7 2 传统的研究生教育管理系统的缺点 传统研究生教育的设计与_ 丌发都是以信息处理和信息集成为中心，面向系统的组 织结构来实现各种功能“1 。而这些功能模块之间的内在联系都没有显式的实现，而是 1 0 济南人学硕= ：学位论义 隐含在程序中。而执行流程往往隐藏在复杂的菜单之后，通过用户不断地点击各个菜 单来实现培养过程的运转，整个研究生培养流程不能够得到体现。 在实际使用过程中，系统界面以菜单的形式提交给用户，而菜单中各个动能之间 的内在关联则无法显式地提交给用户，用户要对整个培养流程十分熟悉才能正确地操 作该系统，操作的正确与否取决于用户的熟练程度。 另外，由于传统的研究生管理信息系统是面向功能的。所以当培养流程出现变化 时系统往往不能适应。传统的研究生管理信息系统的设计者和丌发人员通常只是考虑 系统的功能而很少考虑软件的使用流程。如果需要经常改变培养流程的时候就出现了 问题：此时需要重新设计、编码和重新编译软件，影响软件的稳定性。难常的工作会 被打扰而且操作人员还需重新熟悉软件，更重要的是需要重新熟悉隐藏在繁琐的菜单 后面的工作过程。可见，传统的面向功能的研究生管理信息系统缺乏对培养流程的有 效支持，软件与当前流程的耦合度很大，缺乏灵活性。 2 7 3 工作流技术应用到研究生教育管理中的优点 工作流管理系统是对业务过程进行处理的系统，以过程为中心实现系统的集成， 具有灵活、开放的优点。基于工作流系统的开发则强调对业务过程的支持，因此，通 过传统研究生教育管理系统与工作流系统的结合，对传统研究生教育管理系统进行改 进，可增强系统对研究生培养过程的集成和管理，提高系统的柔性，进而增强和改进 研究生教育管理系统的功能，更好地适应培养工作的需要。 基于工作流的研究生教育管理系统将业务逻辑中处理逻辑和流转逻辑的分离，其 中，对于信息处理和信息集成方面的功能采用传统的面向功能的信息系统设计思想开 发，而对于整个培养过程交由工作流管理系统来管理，这样整个培养流程对用户是可 见的，即使培养流程发生了改变，系统也不需要重新设计或更改，只需要更改工作流 管理系统中的流程定义即可，这样大大提高了系统的灵活性和可适应性。 捧1 | t 作流的研究生教育管理系统的啦h1 j 实现 3 u j n f i o w 的设计与实现 3 1 总体设计 3 1 1 实现目标 设计一个工作流管理系统，它应该基于j 2 e e 架构，符合w f m c 标准，满足研究 生教育管理系统巾研究生培养的需求，能实现对整个研究生教育培养流程的管理和控 制。 3 1 2 总体概述 本课题的工作流模型是在w f m c 参考模型的基础上，结合应用支撑平台的资源 整合优势，为我校研究生教育管理系统打造的工作流基础模型u 悄f l o w ，在这个模 型之上，可以轻松地构建研究生教育管理系统。 工作流模型来源于对济南大学研究生培养流程的分析、归纳，并确定模型中各个 模块间，以及与外部应用程序之问的接口。这些接口可以使构建于模型之上的不同应 用之间，以及与外部应用程序之间协同工作。 3 2u j n f l o w 的架构设计 3 2 1u j n f l o w 基于的标准及规范 1 遵循w f m c o m g 规范。引。 2 支持x m l 、w e bs e r v i c e 。 3 2 2u j n f l o w 的实现模型 1 过程模型 u j n f l o w 的过程包括：包( 可以管理不同类别的流程) ，流程，节点( 活动) ， 迁移( 路由转移) ，参与者( 人员，应用程序) 。 2 工作流权限模型 u j n f l o w 实现以角色为基础的访问控制模型，可以控制到对任务的访问权限，如 图3 1 所示： 济南人学硕1 ：学位论文 ，厂i 酉、，厂百面、j f 角色a j f 角规b j t a + s k a “曩一曼羔j j”“+ 一“，i 、j ! t 一。，鐾墼黧窭靶怨基。，。r 图3 1u j n f l o w 权限模型 3 2 3u j n f l o w 的系统组成 u j n f l o w 包含以下组成部件： 一、工作流引摹1 ，在研究生教育管理系统中执行和解释培养流程定义： 1 流程、活动控制，比如研究生培养流程的控制和管理，开题报告提交流程的 控制，中期检查流程的控制等。 2 手动定时启动流程由管理人员手动或设置定时启动工作流。 3 路由流转能力。 4 应用的支持。 二、工作流管理控制台，为管理员提供系统管理和流程监控平台。 该工作流管理控制台要与研究生教育管理系统紧密的结合，能方便的监控整个研 究生培养的流程。 3 3 工作流引擎设计与建立 通过对w f m c 参考模型的架构分析，整个工作流管理系统的核心部分为工作流引 擎( w o r k f l o we n g i n e ) ，这一章将详细的设计并建立一个符合济南大学研究生教育培 养模式，并可以以构件的形式整合进“研究生教育管理系统”的工作流引擎模型。 3 3 1w f m c 参考模型的研究 工作流管理联盟( w f m c ) 提出了一个工作流参考模型，文献= 。”1 有关于此模型的更 详细论述，如图3 2 所示： 皋十r 作施的研究生教育管理系统的改计实现 is o n 蝴惜p o n 曲l 口s y s t e m c o n t r o ld a m 圈队t e m a lp r o d u c t , & l t a 图3 2 工作流模型结构 此模型约定了工作流系统的体系结构、应用接口及特性，主要目的是为了实现工 作流技术的标准化和开放性。下面简要介绍模型中的各个部分，并对参考模型中的五 类接口进行描述。 1 工作流管理系统中的各种数据 工作流控制数据( w o r k f l o wc o n t r o ld a t a ) 工作流执行服务工作流机通过内 部的工作流控制数据来辨别单个过程或活动实例的状态。这些数据由工作流执行服务 工作流机控制。 工作流相关数据( w o r k f l o wr e l e v a n td a t a ) 工作流管理系统通过工作流相关数 济南人学颂l ：学位论文 掘咪确定过程实例状态转换的条件，并选择下一个执行的活动。 工作流应用数据( w o r k f l o wa p p l i c a t i o nd a t a ) 这种数据指那些出应用程序操 作的数据。它们是针对应用程序的，工作流管理系统无法对它们进行访问。 2 工作流模型 工作流模型过程模型包含了工作流执行服务运行该过程的所有必需的信息，包括 它启动和结束的条件、组成的活动、活动间导航的准则、参与其中的用户、需要激活 的应用程序的指引、需要用到的工作流相关数据的定义等等。“1 。在工作流的建模期间 需要参考组织角色模型来获得有关组织结构和组织内角色的信息。过程定义指定完 成某项活动的组织实体或角色，而不是定义具体人员。工作流执行服务负责在工作流 运行环境内将组织实体或角色映射为特定的人员。 3 工作流执行服务 工作流执行服务由一个或多个工作流机组成( 在分布环境下，由多个工作流机组 成) ，提供了过程实例执行的运行环境，主要完成以下功能： ( 1 ) 解释流程定义，生成过程实例，并管理其实施过程。 ( 2 ) 依据过程定义和工作流相关数据为过程实例的导航提供进入和退出的条件、 并行或串行执行活动的信息、用户信息或所需激活的应用程序的信息等等。 ( 3 ) 与外部资源交互完成各项活动。 ( 4 ) 维护工作流控制数据和工作流相关数据( 这些数据包括不同过程和活动实 例的内部状态信息、工作流机( 工作流引擎) 用于协调和恢复的各种检查数据和恢复 重起信息等) ，并向用户传递必要的相关数据1 。 4 工作流机 工作流机是一个为工作流实例的执行提供运行环境的软件服务或“引擎”。它主 要提供以下功能。”： ( 1 ) 对过程定义进行解释； ( 2 ) 控制过程实例的生成、激活、挂起、终止等； ( 3 ) 控制活动实例问的转换，包括串行或并行操作、工作流相关数据的解释等； ( 4 ) 支持用户操作的界面： ( 5 ) 维护工作流控制数据和工作流相关数据，在应用或用户间传递工作流相关 数据； 甚十t 作流的研究生教育管理系统的酤计j 实现 ( 6 ) 提供+ 用于激活外部应用程序和访问工作流相关数据的界面； ( 7 ) 提供控制、管理和监督的功能。 ： 二作流机的一个重要功能就是控制过程实例和活动实例的状态转换。工作流管理 联盟的参考模型中为过程实例的运行状态和活动实例的状念进行了定义，并给出了状 态转换的条件。如图3 3 所示： 图3 3 工作流过程实例状态转换图 过程实例包括以下几种运行状态： 初始( i n a c t i v e d ) ：一个过程实例已经生成，但该过程实例并没有满足- 丌始执行 的条件； 准备运行( r u n n i n g ) ：该过程实例已经开始执行，但是还不满足开始执行第一个 活动并生成一个任务项的条件： 运行中( a c t i v e ) ：一个或多个活动已经开始执行( 也就是已经生成一个工作项 并分配给了合适的活动实例) 。 挂起( s u s p e n d e d ) ：该过程实例正在运行，但处于静止状态，除非有一个“重